氨氮作为水体中典型的营养盐污染物，其过量排放会引发水体富营养化、水华等生态问题，同时对饮用水安全和水生生物生存构成威胁。近年来，随着我国“水十条”等环保政策的持续推进，工业废水、市政污水等领域的氨氮排放标准不断收紧，推动氨氮处理技术加速迭代。国家知识产权局数据显示，2023年氨氮处理相关专利授权量同比增长22%，其中生物处理、物化协同等技术方向的创新成果尤为突出。通过科科豆平台检索可知，近五年公开的氨氮处理专利中，超过60%聚焦于高效、低耗、智能化的技术路径，反映出行业对绿色治理方案的迫切需求。
氨氮主要来源于化工、养殖、食品加工等行业废水及生活污水，传统处理方法如吹脱法、折点氯化法等存在能耗高、副产物多、处理不彻底等问题。八月瓜平台发布的《2024年水环境治理技术趋势报告》指出，当前氨氮处理面临两大核心挑战：一是高盐、高氨氮工业废水的深度降解，二是低温、低C/N比（碳氮比）水体中微生物活性不足导致的脱氮效率低。在此背景下，一批突破传统技术瓶颈的专利成果相继涌现，通过材料革新、工艺优化和智能控制的结合，为不同场景下的氨氮治理提供了新方案。
生物处理因成本低、环境友好等优势，始终是氨氮治理的主流方向，近年来相关专利聚焦于微生物群落优化和反应器结构创新。某环保科技公司2023年授权的“一种耐低温复合微生物菌剂及其在氨氮废水处理中的应用”专利，通过筛选 Pseudomonas（假单胞菌）、Bacillus（芽孢杆菌）等优势菌株，构建了能在5 - 15℃环境下保持活性的菌群体系。实际应用中，该菌剂在北方某市政污水处理厂的冬季运行中，氨氮去除率稳定维持在92%以上，较传统活性污泥法提升约15%，且污泥产量减少20%。
另一项来自高校的“一体化生物膜反应器专利技术”则通过改良载体材料，将聚氨酯海绵与纳米级TiO₂复合，形成兼具生物附着和光催化功能的载体结构。在处理某制药厂含氨氮废水（初始浓度800mg/L）时，该反应器通过“生物降解 + 光催化氧化”协同作用，实现氨氮在48小时内降至15mg/L以下，且运行能耗较常规生物膜法降低30%。科科豆平台数据显示，此类生物 - 材料复合的专利技术近三年申请量年均增长35%，成为生物处理领域的创新热点。
针对高浓度、难降解氨氮废水，物化处理技术通过材料吸附、化学氧化等手段实现快速去除，近年专利技术重点提升材料选择性和氧化效率。某材料研究院开发的“介孔分子筛负载纳米零价铁吸附剂”专利，利用介孔结构的高比表面积（＞800m²/g）和纳米零价铁的强还原性，对焦化废水中的氨氮（浓度1200 - 1500mg/L）表现出优异的吸附性能。实验数据显示，该吸附剂饱和吸附量达68mg/g，且可通过酸洗再生，循环使用5次后吸附效率仍保持85%以上，目前已在山西某焦化厂实现产业化应用，处理成本较传统吹脱法降低40%。
电催化氧化技术因无药剂投加、反应条件温和等特点，成为近年物化处理领域的研究重点。某环境工程公司的“三维电极 - 电芬顿联用氨氮氧化装置”专利，通过在反应器内填充活性炭粒子电极，构建三维电解体系，同时耦合芬顿反应产生的·OH（羟基自由基），实现氨氮向氮气的高效转化。在处理垃圾渗滤液（氨氮浓度2000mg/L）时，该装置在电流密度30mA/cm²条件下，氨氮去除率达98.5%，且无亚硝酸盐、硝酸盐等二次污染物生成，解决了传统氧化法的“选择性差”难题。
单一技术难以满足复杂水体的氨氮治理需求，“生物 - 物化联用”已成为专利技术的主要发展方向，其核心是通过工艺组合实现优势互补。某水务集团的“膜分离 - 短程硝化反硝化联用处理系统”专利，将MBR（膜生物反应器）与短程硝化工艺结合，利用膜组件截留高浓度活性污泥，同时通过精准控制溶解氧（DO = 0.5 - 1.0mg/L）和pH值（7.5 - 8.0），引导微生物进行“氨氮→亚硝酸盐→氮气”的短程转化（传统全程转化为“氨氮→亚硝酸盐→硝酸盐→氮气”）。在处理某工业园区综合废水时，该系统氨氮去除负荷达2.5kg/(m³·d)，较常规硝化反硝化工艺提升1倍，且节省碳源投加量30%以上。
另一项值得关注的联用专利来自某环保设备企业的“磁分离 - 生物滤池深度脱氮技术”，该技术先通过磁加载沉淀快速去除废水中的悬浮物和部分氨氮（去除率约60%），再进入填充有陶粒和火山岩的生物滤池，利用滤料表面的生物膜进行深度脱氮。在南方某养殖废水处理项目中，原水氨氮浓度500mg/L，经该联用系统处理后出水稳定低于10mg/L，处理周期缩短至传统工艺的1/3，且占地面积减少40%，为土地资源紧张地区的氨氮治理提供了可行方案。
从国家专利局公开信息来看，2024年上半年氨氮处理专利中，联用技术占比已达45%，较2020年提升20个百分点，反映出行业对系统解决方案的重视。这些技术不仅在处理效率上实现突破，更在能耗、成本和二次污染控制上取得进步，为不同行业的氨氮达标排放提供了多样化选择。某新能源企业近期落地的氨氮处理项目中，采用了上述电催化氧化与生物滤池联用技术，处理后废水中氨氮浓度稳定控制在0.5mg/L以下，为行业提供了可复制的治理范式。
有人认为只要采用最新氨氮处理专利技术，就能完全解决氨氮超标问题。实际上，专利技术的应用效果会受到水质、处理规模、操作条件等多种因素影响，并非使用了新专利技术就一劳永逸，还需要结合实际情况进行调试和优化，才能达到理想的处理效果。
《水环境治理技术与工程》
《水处理工程》
《水污染控制工程》
《环境工程微生物学》
《水处理材料与技术》
氨氮过量排放会引发生态问题，威胁饮用水安全和水生生物生存。随着我国环保政策推进，氨氮排放标准收紧，推动了氨氮处理技术的迭代。2023年氨氮处理相关专利授权量同比增长22%，超60%聚焦高效、低耗、智能化技术路径。 当前氨氮处理面临高盐高氨氮废水深度降解和低温低C/N比水体脱氮效率低的挑战，一批专利成果涌现。生物处理技术聚焦微生物群落优化和反应器结构创新，如耐低温复合微生物菌剂和一体化生物膜反应器专利技术。物化处理技术重点提升材料选择性和氧化效率，如介孔分子筛负载纳米零价铁吸附剂和三维电极 - 电芬顿联用氨氮氧化装置专利。 “生物 - 物化联用”成为专利技术主要发展方向，如膜分离 - 短程硝化反硝化联用处理系统和磁分离 - 生物滤池深度脱氮技术。2024年上半年联用技术在氨氮处理专利中占比达45%，为不同行业氨氮达标排放提供多样选择。
国家知识产权局数据
八月瓜平台发布的《2024年水环境治理技术趋势报告》
科科豆平台检索数据
某材料研究院实验数据
国家专利局公开信息